Le caratteristiche delle tecnologie disponibili

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1 Le caratteristiche delle tecnologie disponibili La climatizzazione degli edifici: soluzioni a confronto ExpoComfort 2 marzo Milano Daniele Forni FIRE

2 Classificazione Utilizzo del combustibile presso l utente (caldaie e cogenerazione) Utilizzo del vettore energetico presso l utente (FC, infrarosso) Prelievo di calore da reti (teleriscaldamento raffrescamento) Prelievo di calore dall ambiente esterno (pompe di calore, solare termico) Le caratteristiche delle tecnologie disponibili 2

3 Caldaie Gassoso Metano GPL Alto rendimento Condensazione Combustibile Liquido Gasolio Biodiesel Alto rendimento Condensazione Solido (biomasse) Pellet Cippato Tronchetti Alta efficienza Low - cost Le caratteristiche delle tecnologie disponibili 3

4 Altre tecnologie Co e trigenerazione (Micro)turbine a gas Motori alternativi (endo ed esotermici) Celle a combustibile Teleriscaldamento e teleraffrescamento Pompe di calore Elettriche Motore a C.I. Chimiche Solare (ACS e integrazione) Dessiccant Infrarosso Elettrico gas Le caratteristiche delle tecnologie disponibili 4

5 La scelta Non esiste a priori una tecnologia migliore delle altre, ogni situazione è un caso a sé, bisogna riuscire a vedere le opportunità, tenendo conto dei vincoli: Disponibilità di combustibili o vettori energetici (disponibilità locale, sistemi di distribuzione, serbatoi, etc.) Fiscalità applicata Andamento della domanda (termica giornaliero e annuale e di costo e disponibilità di combustibili o vettori) Disponibilità di spazi per gli impianti Etc. Quindi non solo l insieme edificio impianto, ma anche l utenza (fiscalità, utilizzo, esigenze e predisposizione) La convenienza energetica ed economica delle scelte è in continua evoluzione (andamento dei mercati, efficienza del parco medio di generazione, etc) Le caratteristiche delle tecnologie disponibili 5

6 Fiscalità Gas naturale Civile: ACS 4 7 c /m 3 Riscaldamento 20 c /m 3 Industriale o assimilata 1,3 1,9 c /m 3 Generazione elettrica 0,045 c /m 3 Gasolio 40 c /l Elettricità Civile 2,3 c /kwh Industriale da 1,2 c /kwh a scendere Iva 20% tranne che su Olio pesante, gas per ACS ed energia elettrica domestica. Le caratteristiche delle tecnologie disponibili 6

7 Tariffa media nazionale* gas naturale *tariffa di riferimento per consumi inferiori a m³ annui, all'1 ottobre 2005 (fonte: AEEG) Le caratteristiche delle tecnologie disponibili 7

8 Tariffa media nazionale* energia elettrica al netto delle imposte c /kwh A valori correnti I trimestre c /kwh al lordo delle imposte per il settore domestico *clienti vincolati dei settori commercio, artigianato, industria, illuminazione pubblica (fonte: AEEG) Le caratteristiche delle tecnologie disponibili 8

9 Tariffa media nazionale gas naturale (fonte: AEEG) Le caratteristiche delle tecnologie disponibili 9

10 Accumuli di caldo e di freddo Per regolarizzare il funzionamento (biomassa) Per garantire il servizio fuori disponibilitò (solari e biomassa) Per lo stoccaggio stagionale (grossi impianti solari) Per protezioni dalle interruzioni di fornitura Per abbassare il picco di potenza (ACS e TLR) Per non aumentare la potenza della cabina Per sfruttare al meglio le tariffe fuori picco Mezzi di accumulo (H2O, ghiaccio, PCM, etc) Le caratteristiche delle tecnologie disponibili 10

11 Sistemi di distribuzione Radiatori Solo riscaldamento Alta T Superfici radianti Anche raffrescamento Bassa T Fan Coil Anche deumidificazione Media T Tutta aria Misti Anche controllo qualità dell aria Media T Le caratteristiche delle tecnologie disponibili 11

12 Superfici radianti Ingombro Anche raffrescamento (solo pochi gradi per evitare la condensa) Condizioni di comfort percepito con 2 C in meno di T aria (si sente la Tmedia radiante) Si possono usare con sistemi a bassa T di mandata (condensazione, pompe di calore, solare termico, ritorno teleriscaldamento) Per i pavimenti radianti, maggior stratificazione (efficace per soffitti alti; no polveri) Risposta lenta alle regolazioni Sistema di regolazione più raffinato e ridondante per evitare che il pavimento si rovini per la dilatazione se la T sale troppo Nell esistente richiede il rifacimento del massetto e del pavimento (eventuali vincoli di altezze) Costo Le caratteristiche delle tecnologie disponibili 12

13 Fan coil Risposta veloce al carico Funzionamento anche per deumidificazione Rumore Manutenzione (filtro + ventola) Alimentazione elettrica (consumo aggiuntivo e complicazione impiantistica sull esistente) T di mandata più alta rispetto a superfici radianti Ingombro (>sup radianti) Le caratteristiche delle tecnologie disponibili 13

14 Radiatori Basso costo Lunga durata (sperimentata) In edifici vecchi risultano spesso sovradimensionati (dopo la sostituzione infissi, coibentazione sottotetto, etc) e quindi possono già essere utilizzati con caldaie a condensazione con temperature 60/45 C Alta temperatura di mandata (o ingombri molto elevati) Ingombri Le caratteristiche delle tecnologie disponibili 14

15 Tutta aria Controllo qualità dell aria Manutenzione (cambio filtri) Costi (ci vuole anche sistema di ripresa aria) Rumore (se non progettato e manutenuto bene) Ingombro Le caratteristiche delle tecnologie disponibili 15

16 Caldaie a condensazione (fonte Viessman) Le caratteristiche delle tecnologie disponibili 16

17 Caldaie a confronto (fonte Viessman) Le caratteristiche delle tecnologie disponibili 17

18 Caldaie a condensazione Altissimo rendimento Il rendimento sale ai carichi parziali Cambiano le caratteristiche dello scarico: o o resistenza agli acidi e bassa T (<80 C quindi anche plastico). La bassa T può non garantire il tiraggio, ventola e scarico in sovrappressione. Dimensione (circa doppia e + spazio intorno, circa 1m) T ritorno deve essere bassa Scarico acqua (e trattamento per grosse taglie) Il costo del sistema è più alto perché molti elementi dell impianto sono da cambiare (sull esistente) Le caratteristiche delle tecnologie disponibili 18

19 Pompe di calore Adatta per richiesta contemporanea di caldo e freddo (facciate diversamente esposte di edifici, grossi fabbisogni di acqua calda anche d estate, ). Poca manutenzione Parte del costo è quello evitato del solo impianto di condizionamento. COP legato al salto termico Quelle ad aria non sono adatte per climi rigidi, quelle geotermiche hanno i costi dello scambiatore o del pozzo. Le caratteristiche delle tecnologie disponibili 19

20 Pompe di calore Elettriche Ingombro Adeguamento del contratto (e dell impianto elettrico) A gas (assorbitori o con motori a c.i.) Consumo di gas in periodo di bassa richiesta Alti rendimenti in riscaldamento, sfruttando il calore di combustione Richiedono allaccio al gas e condotto scarico fumi Dimensioni Costo (Per quelle mosse da motore a c.i.: rumore) (Per quelle chimiche scambiatore di calore supplementare) Le caratteristiche delle tecnologie disponibili 20

21 Pompe di calore (fonte: ENEA) Le caratteristiche delle tecnologie disponibili 21

22 COP teorico e reale al variare di T1 e T2 COP = Q W 2 Q2 = Q Q 2 1 T2 = T T 1 ingresso da pozzo freddo 2 uscita a pozzo caldo 2 1 (dati Viessman rielaborati) Le caratteristiche delle tecnologie disponibili 22

23 Assorbitori Riqualificazione di energia termica altrimenti inutilizzata (T da 80 a 110 C per monostadio) Poca manutenzione Ingombro Basso COP Costo Le caratteristiche delle tecnologie disponibili 23

24 Adsorbitori Riqualificazione di energia termica altrimenti inutilizzata, (T da 60 a 90 C) Poca manutenzione Costo Ingombro Basso COP Le caratteristiche delle tecnologie disponibili 24

25 Adsorbitori (fonte Nishiyodo) Le caratteristiche delle tecnologie disponibili 25

26 Desiccant: deumidificazione Riqualificazione di energia termica altrimenti inutilizzata, già a partire da circa 50 C Poca manutenzione Sistema di distribuzione ad aria Ingombri Le caratteristiche delle tecnologie disponibili 26

27 Desiccant cooling (fonte Sonderschau) Le caratteristiche delle tecnologie disponibili 27

28 (fonte M.Motta) Le caratteristiche delle tecnologie disponibili 28

29 Cogenerazione Alto rendimento totale Riduce perdite di distribuzione e necessità nuove linee di distribuzione Passaggio a fiscalità di generazione Sicurezza fornitura elettrica Generazione contemporanea Complicazioni burocratiche Manutenzione Costo interfaccia rete Rumore e/o vibrazioni Costo Le caratteristiche delle tecnologie disponibili 29

30 Influenza rendimenti uso civile Elettricità 0,12 /kwh Calore 0,068 /kwh Metano 0,59 /m 3 Metano uso generazione 0,35 /m 3 Funzionamento 2500 ore/anno WOT Costo unitario 1500 /kwe Costo manutenzione 0,018 /kwh VAN/kWe calcolato a 10 anni con tasso di attualizzazione del 5% Le caratteristiche delle tecnologie disponibili 30

31 Utilizzo uso civile Elettricità 0,12 /kwh Calore 0,068 /kwh Metano 0,59 /m 3 Metano uso generazione 0,35 /m 3 Rendimento totale 85% Costo unitario 1500 /kwe Costo manutenzione 0,018 /kwh VAN/kWe calcolato a 3 anni con tasso di attualizzazione del 5% Le caratteristiche delle tecnologie disponibili 31

32 Possibili sinergie Cogenerazione + pompa di calore Cogenerazione + assorbitore (trigenerazione) Cogenerazione + desiccant Combinazioni dei precedenti ed eventuali ulteriori recuperi (ACS, etc) Possono aumentare l efficienza globale dell impianto e le ore di funzionamento, accorciando i tempi di ritorno a fronte di una maggiore spesa iniziale. Le caratteristiche delle tecnologie disponibili 32

33 Cogenerazione + pompa di calore Le caratteristiche delle tecnologie disponibili 33

34 VAN/kWe installato, uso civile. Elettricità 0,12 /kwh Calore 0,068 /kwh Metano 0,59 /m3, uso generazione 0,35 /m3 Costo unitario CHP+HP 1500 /kwe, HP 1000 /kwe Costo manutenzione CHP 0,018 /kwh Rendimento totale 85%, rendimento elettrico 28% COP 4,5 tasso di attualizzazione del 5% Le caratteristiche delle tecnologie disponibili 34

35 Vi ringrazio dell attenzione Le caratteristiche delle tecnologie disponibili 35

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